行业痛点与现有解决方案 - 工人长期从事物料搬运、重复性装配或高强度手工作业面临肌肉疲劳、劳损等职业健康风险，这类问题被归类为工作相关肌肉骨骼疾病（WMSD）[1] - 宝马、福特、丰田等企业已尝试引入刚性外骨骼，但刚性结构牺牲了舒适性与灵活性，而软性外骨骼则在耐用性与输出力上不足，主动式外骨骼因成本高、操控复杂等问题尚未大规模应用，特别是在肘部负荷高的作业场景中轻便高效的辅助设备稀缺[1] 气动软肘外骨骼（PASE）的技术创新 - PASE的核心创新在于将人体关节力学与一体式气动结构深度融合，以肘部生物力学为核心，将气动执行器与肘部自然运动轨迹结合，减少平面外旋转力，简化系统复杂度并提升辅助精准度[4] - 执行器采用道康宁XIAMETER®RTV-4234-T4硅胶，兼具耐用性与灵活性，支撑底板使用Onyx微碳纤维填充尼龙通过3D打印制造，接触层为1.5毫米厚氯丁橡胶，内部是海绵状超细纤维芯，外层为光滑织物，提升耐磨性与舒适性[8] - 制造工艺包括硅胶执行器分两步成型脊状结构和底座形成均匀膨胀空腔，Onyx底板3D打印精准塑形，氯丁橡胶织物精确裁剪缝合，并运用有限元分析优化力传递效率与运动支撑效果[9] PASE的控制系统与性能测试 - 配备气动控制箱集成两个电磁阀、双工位歧管与单工位比例阀，压力传感器实时监测气压，微处理器根据数据调整形成闭环控制，系统初始使用50PSI压缩空气，调节至25PSI后降至18PSI工作压力[12] - 机械测试显示在21 PSI压力、30°肘部角度时最大扭矩达4.39 Nm，角度越小扭矩越高，线性回归分析表明角度、压力及交互作用可解释95.7%的扭矩方差，充气速度在25 PSI高速模式下从0°充气至90°仅需0.22秒[14][16] - 人体测试招募19名18-45岁受试者，在静态举重（3.6公斤）、动态组装（1.2公斤手动工具）、振动动态组装（1.2公斤电动工具）任务中，PASE使静态举重时肱二头肌激活度降低22.36%，肱三头肌降低18.19%，手动组装降低14.41%和11.37%，振动组装降低10.21%和5.22%[23] 主观体验与市场潜力 - NASA-TLX评估显示“支撑开启”状态的心理、生理等六维度负荷得分显著低于关闭状态，差异达8.86-9.61分，用户感知调查中实用性、易用性、舒适度得分较高，任务2实用性得分达5.89±0.24[23] - 文章末尾列举了工业机器人、服务与特种机器人、医疗机器人、人形机器人、具身智能及核心零部件等领域的多家企业，显示了外骨骼技术相关的广阔产业链和潜在市场[27][28][29][30][31][32][33][34]